2. Care este distanța pe suprafața membranei eritrocitare pe care o parcurge o moleculă de fosfolipide în 1 secundă ca urmare a difuziei laterale? Luați coeficientul de difuzie laterală egal cu 10–12 m2/s. Comparați cu circumferința unui eritrocite cu un diametru de 8 µm.

3. Când faza de tranzitie fosfolipidele membranei de la starea de cristal lichid la grosimea gelului bistratului se modifică. Cum se va schimba capacitatea membranei în acest caz? Cum se va schimba tensiunea? câmp electricîn membrană?

4. Cum se va schimba capacitatea electrică a membranei (specifice) în timpul tranziției sale de la starea de cristal lichid la gel, dacă se cunoaște

5. Calculați timpul viaţă aşezată iar frecvenţa salturilor de la un strat membranar la altul membrane lipidice ale reticulului sarcoplasmatic, dacă coeficientul de difuzie laterală D=12 μm 2 /c, aria ocupată de o moleculă de fosfolipidă A=0,7 nm 2 .

6. Calculați coeficientul de permeabilitate pentru substanța al cărei flux prin membrană este mol/m. Concentrația unei substanțe în interiorul celulei și în exterior - mol / l.

7. De câte ori trebuie să o depășească concentrația intracelulară a ionilor de potasiu pe cea externă astfel încât potențialul de repaus să fie de 91mV. Calculați temperatura celulei.

8. Calculați coeficientul de distribuție K pentru o substanță dacă, cu grosimea membranei de 10 nm, coeficientul de difuzie este de 7,2 * 10 cm, iar coeficientul de permeabilitate este de 14 cm/s.

9. Diferența de concentrație a moleculelor de substanță pe membrana unei anumite celule este de 48 mmol / l, coeficientul de distribuție între membrană și mediu este de 30, coeficientul de difuzie este de 1,5 * 10, densitatea fluxului este de 25 mol / m. Calculați grosimea acestei membrane.

10. Aflați coeficientul de permeabilitate al membranei plasmatice Mycoplasma, pentru formamidă, dacă, cu o diferență de concentrație a acestei substanțe în interiorul și exteriorul membranei, egală cu 0,5 * 10, densitatea sa de flux prin membrană este de 8 * 10 cm/s .


17. Raza critică a porului lipidic din membrană depinde de tensiunea marginii porului , tensiunea superficială a membranei  și potențial de membrană. Deduceți o formulă pentru raza critică a porilor. Calculați raza critică a porilor în absența unui potențial de membrană. Luați tensiunea de margine a porului 10 - 11 N, tensiunea superficială a stratului dublu lipidic 0,3 mN/m.

18. În timpul tranziției de fază a fosfolipidelor membranei de la starea de cristal lichid la gel, grosimea stratului dublu se modifică. Cum se va schimba capacitatea membranei în acest caz? Cum se va schimba intensitatea câmpului electric din membrană?
19. În timpul tranziției de fază a fosfolipidelor membranare de la starea de cristal lichid la gel, grosimea stratului dublu se modifică. Cum se va schimba capacitatea membranei în acest caz? Cum se va schimba intensitatea câmpului electric din membrană?

20. Cum se va schimba capacitatea electrică a membranei (specifice) în timpul trecerii acesteia de la starea de cristal lichid la gel, dacă se știe că în starea de cristal lichid grosimea stratului hidrofob este de 3,9 nm, iar în gel stare - 4,7 nm. Constanta dielectrică a lipidelor  2.

21. Presiunea osmotică a sângelui uman este de 0,77 MPa. Câți moli de sare de NaCl ar trebui să conțină o soluție salină izotonă în 200 ml de apă la o temperatură de 37 0 C?

22. Când spectrul RMN al aceleiași probe a fost reînregistrat, temperatura s-a schimbat, liniile spectrului au devenit mai înguste. În ce direcție s-a schimbat temperatura: a scăzut sau a crescut?

23. Aflați lungimea undei electromagnetice la care apare EPR într-un câmp magnetic cu o inducție magnetică de 0,3T. Luați factorul Lande egal cu doi.

24. Un curent curge de-a lungul unui contur cu o rază de 0,5 m. Aflați puterea acestui curent dacă se știe că momentul magnetic al circuitului B.

26. Determinați puterea de radiație termică a unei persoane goale cu S = 1 m 2 de suprafață corporală, dacă temperatura pielii t 1 = 30 0 C, mediu inconjurator- t 2 \u003d 20 0 C. Coeficientul de absorbție cutanată k \u003d 0,9

27. Intensitatea radiațiilor corpului uman a crescut cu 2,62%. Cu ce ​​procente a crescut temperatura?

28. Determinați lungimea de undă corespunzătoare maximului densitatea spectrală luminozitatea energetică a corpului uman, considerându-l un corp gri. Temperatura pielii t=30 0 C.

29. Determinați viteza de absorbție molară naturală a substanțelor, dacă la concentrația acesteia în soluție c = 0,03 mol / l densitate optica soluția este D=1. Lungimea cuvei l= 2 cm.

30. Observând mișcarea globulelor roșii într-un capilar la microscop, puteți măsura viteza fluxului sanguin (). viteza medie fluxul sanguin în aortă este . Pe baza acestor date, determinați de câte ori este mai mare suma tuturor capilarelor funcționale decât secțiunea transversală a aortei.

31. Calculați limita de rezoluție z a unui microscop electronic, dacă tensiunea de accelerație din acesta este U=100 kV, unghiul de deschidere este u=10 -2 rad.

32. Calculați vâscozitatea sângelui la hematocrit normal (c=45%) dacă vâscozitatea plasmatică este

33. Calculați volumul maxim minut Qmax de sânge la care fluxul sanguin în aortă rămâne laminar. Diametrul aortic d=2 cm, vâscozitatea sângelui, densitatea, numărul critic Reynolds Re kr =2000.

34. Viteza de propagare a undei de puls prin arteră este v=10 m/s. Determinați modulul de elasticitate E al arterei, dacă grosimea peretelui acesteia h=0,7 mm, diametrul interior d=8 mm, densitatea sângelui

35. Raza aortei este de 1,0 cm; viteza fluxului sanguin în aortă este de 30 cm/s. Care este viteza fluxului sanguin în capilare dacă aria totală a secțiunii transversale a capilarelor este de 2000 cm 2 . (Diametrul fiecărui capilar este luat ca , iar numărul de capilare este mai mare de un milion).

36. În medicină, efectul Doppler este utilizat pentru a determina viteza de mișcare a structurilor biologice individuale (de exemplu, sânge, valve cardiace). Cum este modificarea frecvenței unui semnal ultrasonic reflectat de la un obiect în mișcare legată de viteza acestuia?

37. Pe pistonul unei seringi situate orizontal se aplică o forță F = 10 N. Determinați viteza v a curgerii medicamentului din acul seringii dacă densitatea medicamentului este , diametrul pistonului este d = 7 mm și aria este mult mai mare decât aria secțiunii transversale a acului.

38. Cu ce ​​viteză v plutește în sus o bula de aer cu diametrul d = 4 mm într-un vas plin cu glicerină? Vâscozitatea cinematică glicerină, densitatea sa este mult mai mare decât cea a aerului.

39. În unele boli, numărul critic Reynolds din vase devine egal cu 1160. Aflați viteza de mișcare a sângelui cu care este posibilă trecerea de la fluxul laminar la cel turbulent într-un vas cu diametrul de 2 mm.

40. Nivelul volumului sunetului este de 120 phon, iar o conversație liniștită - la aceeași distanță - 41 phon. Determinați raportul intensităților.

42. Intensitatea sunetului 10-2 W/m2. Aflați presiunea acustică dacă rezistența acustică a mediului (aerul) este de 420 kg/m2s.

43. Determinați valoarea amplitudinii presiunii sonore pentru un ton pur cu o frecvență de 1000 Hz, la care membrana timpanică se poate rupe dacă ruptura are loc la un nivel de volum L E = 160 phon. (Răspunsul este exprimat în pascali și în atm.)

44. Încălzitorul electric din instalația de tratare termică a materiilor prime medicinale evaporă 1 litru de apă în 10 minute, vâscos la o temperatură de 20 0 C. Determinați lungimea firului de nicrom cu secțiunea transversală de 0,5 mm 2, in conditiile in care instalatia este alimentata de o tensiune de 120 V si randamentul acesteia este de 80% ?

45. Intensitatea luminii care trece printr-o soluție de aspirină într-un solvent neabsorbant este redusă cu un factor de trei datorită absorbției. Concentraţia moleculelor de aspirină n 0 =10 20 m -3 . Calea luminii în soluție = 150 mm. Determinați secțiunea transversală de absorbție eficientă a aspirinei.

46. ​​​​Determină diferența de fază a undei de puls între două puncte ale arterei situate la distanță unul de celălalt, având în vedere viteza undei de puls egală cu v = 10 m / s, oscilațiile inimii sunt armonice cu o frecvență = 1,2 Hz.

49. Pentru a încălzi țesutul muscular, electrozii plati li se aplică o tensiune cu o amplitudine U 0 \u003d 250 V și o frecvență \u003d 10 6 Hz. Rezistența activă a acestei secțiuni a circuitului R=10 3 Ohm; capacitatea C= F. Determinați cantitatea de căldură degajată în volumul de țesut dintre electrozi în perioada de oscilație T și în timpul procedurii t=10 min.

50. Iontoforeza este folosită pentru a introduce medicamente în corpul uman. Determinați numărul de ioni ionizați individual substanță medicinală, introdus pacientului pentru un timp t= 10 min la o densitate de curent de 0,05 mA/cm 2 de la un electrod cu o suprafață de S=5 cm 2

ÎNTREBĂRI DE EXAMEN


  1. membrane biologice. Tipuri de membrane biologice și funcțiile acestora.

  2. Tipuri de lipide membranare și proprietățile lor. Structuri lipidice bistraturi.

  3. Colesterolul. Dinamica lipidelor din membrană. Tranziții de fază în membrană.

  4. proteine ​​membranare. Tipuri și funcții ale proteinelor membranare.

  5. Structura membranelor biologice.

  6. membrane artificiale. Lipozomi.

  7. Metode de studiere a structurii membranelor.

  8. Fenomene capilare, semnificația lor în biologie și medicină. embolie gazoasă.

  9. Transportul substantelor prin membranele biologice.Cai de patrundere a substantelor in celula.

  10. Tipuri de transport. difuzie simplă.

  11. Transportul nonelectroliților prin membranele biologice.

  12. Mecanisme de bază ale transportului pasiv.

  13. Transport de ioni. Transportul ionic al substanțelor în canale.

  14. Mecanisme de permeabilitate a membranelor biologice. Structura și funcțiile canalelor ionice și purtătorilor. Mecanismele electrogenezei.

  15. Transport activ prin membranele biologice.

  16. Mecanismele moleculare ale potențialelor electrochimice ale membranelor și propagarea unui impuls nervos de-a lungul unei fibre excitabile.

  17. Conceptul de excitabilitate electrică . Potențiale de odihnă .

  18. Metode de măsurare a potențialului de membrană. Tehnologia cu microelectrozi.

  19. potenţial de acţiune . Mecanismul de generare și propagare a potențialului de acțiune.

  20. Metode de studiere a mecanismelor moleculare ale potențialelor electromecanice ale membranelor.

  21. Propagarea unui impuls nervos de-a lungul unei fibre excitabile.

  22. Senzori de informații biomedicale. Tipuri de senzori.

  23. Scopul și clasificarea senzorilor, caracteristici.

  24. Fenomene termoelectrice în metale și semiconductori.
    Calibrarea senzorilor termici și determinarea temperaturii unei substanțe.

  25. Electrozi pentru preluarea semnalului bioelectric.

  26. Curenți ionici în modelul Hodgkin-Huxley.

  27. Canalele ionice din membranele celulare. Structura canalului ionic.

  28. Mecanismul de generare a potențialului de acțiune al cardiomiocitului.

  29. potenţiale membranare. Potențialul de acțiune al celulei inimii.

  30. Bazele fizice ale electrocardiografiei. Dispozitivul, principiul de funcționare al electrocardiografului .. Abordări de bază ale înregistrării ECG.

  31. Înregistrarea ECG și principiile analizei.

  32. Electroencefalografia. Ritmuri EEG de bază. semnificația lor funcțională.

  33. Înregistrarea EEG și principii de analiză. teste funcționale.

  34. Principalele tipuri de activitate electrică a neuronilor piramidali.
36. Modele de absorbție a luminii de către sistemele biologice.

37. Nivelurile energetice ale moleculelor (energia electronică, vibrațională și de rotație a moleculelor).

38. Tranziții electronice în absorbția luminii.

39. Spectrele de absorbție ale moleculelor unor compuși importanți biologic.

40. Metode de studiere a proceselor fotobiologice folosind spectre.

41. Dispozitivul și principiul de funcționare al spectrofotometrelor .

42. Studiul metodelor de cercetare spectrofotometrică pentru determinarea concentrației de substanțe în fluidele biologice.

43. Luminescența sistemelor biologice.

44. Luminescență. Tipuri diferite luminescență.

45. Fotoluminiscență. regula lui Stokes.

46. ​​​​Randament cuantic al fluorescenței. Nivel triplet și fosforescență.

47. Analiza fotoluminiscentă calitativă și cantitativă a obiectelor biologice.

48. Microscopie fluorescentă. Chemiluminiscență, mecanism de generare a chemiluminiscenței

49. Etapele primare ale proceselor fotobiologice.

50. Spectre de acţiune fotobiologică.

51. Studiul produselor reacţiilor fotobiochimice primare.
52. Oxidarea radicalilor liberi.Reactii fotochimice primare ale proteinelor.

53. Transformarea fotochimică a ADN-ului.

54. Caracteristici ale acțiunii radiațiilor laser de mare intensitate asupra ADN-ului.

55. Fotoreactivare și fotoprotecție.

56. Acțiunea luminii ultraviolete asupra membranelor biologice.

57. Procese fotobiologice fotosensibilizate.

58. Studiul obiectelor biologice în microscopie.

59. Metode speciale de microscopie a obiectelor biologice

60. Sistem optic al unui microscop, construirea unei imagini a unui obiect.

61. Formula pentru mărirea unui microscop optic.

62. Biofizica contractiei musculare . Model cu filet culisant.

63. Biomecanica muşchiului. Ecuația Hill.

64. Puterea unei singure contracții. Simularea contracției musculare.

65. Interfata electromecanica

66. Sistemul circulator (artere, vene). Mecanismul circulației sanguine

67. Mișcarea sângelui în vase mari.

68. Organizarea fluxului sanguin în microvase.

69. Mișcarea celulelor sanguine în capilare.

70. Factori care determină proprietățile reologice ale sângelui.

71. Forme de orientare a eritrocitelor în capilare.

72. Modele hemodinamice ale fluxului sanguin prin vase.

73. Modele fizice și matematice generale ale mișcării sângelui în fluxul sanguin.

74. Reografia diferitelor organe și țesuturi . Metode pentru studiul circulației sanguine.

75. Metode de înregistrare şi principii de analiză a curbei eografice. Reografie integrală și regională.

76. Metode de înregistrare indirectă a șocului și ejecției minute. Reografie integrată pe computer.

77. Baza fizică a interacțiunii dintre sunet și țesuturi biologice.

78. Clasificarea dispozitivelor și dispozitivelor medicale.

79. Forme de energie care sunt convertite într-un traductor de măsurare.

80. Dispozitive medicale în scop terapeutic.

81. Echipamente medicale electronice terapeutice.

82. Metode de terapie de înaltă frecvență (HF, UHF, microunde etc.) și efectele lor biofizice.

83. Dispozitivul aparatului de terapie UHF și principiul său de funcționare.

84. Tehnica terapeutică bazată pe utilizarea curentului continuu

85. Dispozitivul aparatului de galvanizare și principiul său de funcționare. Baza fizică a galvanizării

86. Convertoare fotoelectrice.

87. Mijloace tehnice de bază ale introscopiei medicale.

88. Proiectări ale senzorilor și principalele lor caracteristici.

89. Aparate pentru măsurarea funcţiei respiraţiei externe

90. Înregistrarea mișcărilor toracelui în timpul mișcărilor respiratorii. Pneumografie, spirometrie, spirografie.

Lista abilităților practice


  1. a inregistra EEG., RG

  2. să înregistreze ECG în derivații standard;

  • să poată explica geneza fenomenelor ECG și metodele de detectare a acestora.

  • invata sa formezi un diagnostic electrocardiografic.

  • înregistrarea parametrilor fizici,

  • rezultatele măsurătorilor procesului folosind instrumente de calcul;

  • măsurarea concentrației de substanțe cu ajutorul instrumentelor fotometrice.

  • rezolva problema împerecherii optime a unui obiect biologic și mijloace tehnice în cercetarea biomedicală;

  • să aleagă mijloacele tehnice potrivite în rezolvarea problemelor medicale

transport activ - transferul de molecule și ioni, care are loc odată cu cheltuirea energiei chimice în direcția de la valori mai mici la valori mai mari.

În acest caz, moleculele neutre sunt transferate într-o regiune de concentrație mai mare, iar ionii sunt transferați împotriva forțelor care acționează asupra lor din câmpul electric. Astfel, transportul activ realizează transferul de substanțe în direcția opusă transportului, care ar fi trebuit să aibă loc sub acțiunea gradienților (în primul rând concentrația și electrice). Energia se obține datorită hidrolizei unor molecule speciale component chimic- acid adenozin trifosforic (ATP). Sa stabilit experimental că energia de descompunere a unei molecule de ATP este suficientă pentru a scoate trei ioni de sodiu și pentru a introduce doi ioni de potasiu în celulă. Schema transportului activ este prezentată în Fig. 13.

După ce a capturat un ion de potasiu din mediul extern cu un centru activ și un ion de sodiu din mediul intern cu altul, sistemul, consumând ATP, se rotește cu 180 ° în interiorul membranei. Ionul de sodiu este în afara celulei și este separat acolo, iar ionul de potasiu intră și este de asemenea eliberat, după care molecula proteică își ia poziția inițială și totul începe de la capăt.

Datorită transportului activ, celula menține o concentrație mare de potasiu și o concentrație scăzută de sodiu în interiorul ei. În acest caz, ionii se pot deplasa împotriva gradientului lor de concentrație (o analogie cu un gaz: pomparea gazului dintr-un vas cu presiune scăzută într-un vas cu presiune ridicată).

Fig.13. Schema de transport activ

Transportul activ al substanțelor prin membranele biologice este de mare importanță. Datorită transportului activ, în organism se creează gradienți de concentrație, gradienți de potențial electric, gradienți de presiune etc., care susțin procesele vieții, adică, din punctul de vedere al termodinamicii, transportul activ menține corpul într-o stare de neechilibru, sustine viata.

Existența transportului activ al substanțelor prin membranele biologice a fost dovedită pentru prima dată în experimentele lui Ussing (1949) folosind exemplul transferului ionilor de sodiu prin pielea unei broaște (Fig. 14).

Orez. paisprezece. Schema experimentului lui Ussing (A - ampermetru, V - voltmetru, B - baterie, P - potențiometru)

Camera experimentală Ussing, umplută cu soluție normală de Ringer, a fost împărțită în două părți cu piele de broască proaspăt izolată. În Fig. 14 din stânga - suprafața mucoasă exterioară a pielii, în dreapta - seroasa interioară. S-au observat fluxuri de ioni de sodiu prin pielea broaștei: de la stânga la dreapta de la suprafața exterioară la suprafața interioară și de la dreapta la stânga - de la suprafața interioară la suprafața exterioară.

Pe pielea unei broaște care a împărtășit soluția lui Ringer, a apărut o diferență de potențial, iar partea interioară a pielii avea un potențial pozitiv față de cea exterioară. Instalația avea o unitate de compensare a tensiunii, cu ajutorul căreia diferența de potențial de pe pielea broaștei era pusă la zero, care era controlată de un voltmetru. În plus, aceeași concentrație de ioni a fost menținută pe părțile exterioare și interioare. În aceste condiții, dacă transferul ionilor de sodiu prin pielea unei broaște a fost determinat numai prin transport pasiv, atunci fluxurile de ioni de sodiu ar trebui să fie egale între ele și să nu existe curent în circuit.

Cu toate acestea, s-a constatat că în condițiile experimentale (absența gradienților Potential electricși concentrare) curge prin pielea broaștei electricitate Prin urmare, există un transfer unidirecțional al particulelor încărcate. S-a stabilit că curentul curge prin piele din mediul extern în cel intern. Sa demonstrat prin metoda atomului marcat că fluxul de sodiu în interior este mai mare decât fluxul de ieșire.

Pentru a face acest lucru, izotopi radioactivi ai Na 22 au fost incluși în soluția din stânga a camerei experimentale, iar Na 24 în cea dreaptă. Izotopul Na 22 se descompune odată cu emisia de γ-quanta dure. Dezintegrarea Na 24 este însoțită de radiații β moale. Înregistrarea radiațiilor γ și β a arătat că debitul de Na 22 este mai mare decât debitul de Na 24 . Aceste date experimentale au oferit dovezi de nerefuzat că transferul ionilor de sodiu prin pielea unei broaște nu respectă ecuația de transport pasiv. Prin urmare, are loc transferul activ. Experimentele ulterioare au arătat că epuizarea rezervelor de ATP din pielea unei broaște duce la oprirea completă a fluxului unidirecțional al ionilor de sodiu.

3. Scopul activităților elevilor la clasă:

Studentul trebuie sa stie:

1. Rolul membranei în funcționarea celulei.

2. Structura, structura și modelele membranelor.

3. Funcţiile membranei.

4. Proprietăţile fizice ale membranelor.

5. Ecuația lui Fick.

6. Ecuația Nernst-Planck.

7. Tipuri de transport pasiv al particulelor prin membrană.

8. Transportul activ al particulelor prin membrană.

Studentul trebuie să fie capabil să:

1. Explicați structura membranei.

2. Explicați modelele artificiale de membrane.

3. Explicați mecanismul transportului pasiv prin membrană.

4. Explicați mecanismul transportului activ prin membrană.

5. Rezolvați probleme situaționale.

1. Structura membranelor biologice.

2. Modelul lichid-mozaic al membranei.

3. Modele artificiale de membrane.

4. Principalele funcții ale membranei celulare.

5. Proprietăţile fizice ale membranelor.

6. Transferul de molecule (atomi) prin membrană. Ecuația lui Fick.

7. Transferul ionilor prin membrane. Ecuația Nernst-Planck.

8. Varietăți de transfer pasiv de molecule și ioni prin membrane.

9. Transport activ. Experiența lui Ussing.

10. Rezolvarea problemelor situaționale.

5. Lista de întrebări pentru verificarea nivelului inițial de cunoștințe:

1. Ce sunt membranele biologice?

2. Care este baza membranei?

3. Pentru ce sunt folosite modelele de membrane fizico-chimice (artificiale)?

4. Descrieți modelul mozaic fluid al membranei.

5. Ce este difuzia laterală? tranziție flin flop?

6. Care sunt principalele funcții ale membranei și care sunt acestea?

7. Notați ecuațiile Fick și Nernst-Planck. Ce procese descriu ele?

8. Ce se numește mobilitate?

9. Ce este transportul pasiv? Care sunt tipurile de transport pasiv?

10. Ce este transportul activ? Prin ce mijloace se realizează?

11. Care este importanța transportului activ al substanțelor?

12. Explicați fenomenele transferului de materie și de sarcină printr-o membrană.

13. Ce se va întâmpla dacă cușca este introdusă apă curată?

6 . Lista de întrebări pentru a verifica nivelul final de cunoștințe:

1. Descrieți modelele de membrane lipidice. Unde sunt folosite?

2. Descrie proprietăți fizice membranelor.

3. În timpul tranziției de fază a fosfolipidelor membranare de la starea de cristal lichid la gel, grosimea stratului dublu se modifică. Cum se va schimba capacitatea membranei în acest caz? Cum se va schimba intensitatea câmpului electric din membrană?

4. Aplicați ecuația Fick pe o membrană biologică.

5. Scrieți și explicați ecuația Nernst-Planck.

6. Arătați că ecuația Nernst-Planck se reduce la ecuația Fick pentru difuzia particulelor neîncărcate.

7. Descrieți tipurile de transport pasiv.

8. Permeabilitatea membranelor celulare pentru moleculele de apă este de aproximativ 10 ori mai mare decât pentru ioni. Ce se întâmplă dacă este izotonic soluție apoasă, în care se află eritrocitele, pentru a crește concentrația unei substanțe active osmotic (de exemplu, ioni Na +)?

9. Descrieți experiența lui Ussing.

7. Rezolvați probleme:

1. Care este distanța pe suprafața membranei eritrocitare pe care o parcurge o moleculă de fosfolipide în 1 secundă ca urmare a difuziei laterale? Se ia coeficientul de difuzie laterală egal cu 10 -12 m 2 /s. Comparați cu circumferința unui eritrocite cu un diametru de 8 µm.

2. Capacitatea electrică specifică a membranei axonilor, măsurată printr-un microelectrod intracelular, a fost de 0,5 μF/cm2. Folosind formula condensatorului plat, estimați grosimea stratului hidrofob al unei membrane cu o constantă dielectrică de 2.

3. Grosimea stratului dublu la interfața membrană-electrolit este caracterizată de raza Debye δ . A determina δ pentru cazul în care în soluția de electrolit care înconjoară membrana există doar ioni de potasiu cu o concentrație de: 1) 10 -5 mol/l; 2) 10 -2 mol/l.

4. Aflați raza de ecranare Debye creată de ionii de calciu prezenți în soluție cu o concentrație de 10 -5 mol/l și ionii de sodiu cu o concentrație de 10 -4 mol/l. Cum se va schimba δ, daca solutia contine doar ioni de calciu la o concentratie de 10 -4 mol/l?

5. Raza critică a unui por lipidic dintr-o membrană depinde de tensiunea marginii porului, de tensiunea superficială a membranei și de potențialul membranei. Deduceți o formulă pentru raza critică a porilor. Calculați raza critică a porilor în absența unui potențial de membrană. Adoptați tensiunea marginii porilor 10 -11 N, tensiunea superficială dublu strat lipidic 0,3 mN/m.

6. Concentrația molară de oxigen în atmosferă cu= 9 mol/m. Oxigenul difuzează de la suprafața corpului insectelor spre interior prin tuburi numite trahee. Lungimea traheei mijlocii este de aproximativ h= 2 mm și aria secțiunii sale transversale S\u003d 2 ∙ 10 -9 m 2. Presupunând că concentrația de oxigen din interiorul insectei ( Cu) este de două ori mai mică decât concentrația de oxigen din atmosferă, calculați fluxul de difuzie prin trahee. Coeficientul de difuzie a oxigenului D\u003d 10 -5 m 2 / s.

7. Stratul dublu fosfolipidic aseamănă membrana biologică cu un condensator. Materialul membranei este un dielectric cu permitivitate ε = 4. Diferența de potențial între suprafețele membranei U= 0,2 V la grosime d= 10 nm. Calculați capacitatea de 1 mm 2 a membranei și intensitatea câmpului electric din aceasta.

8. Suprafața celulei este aproximativ egală cu S\u003d 5 ∙ 10 -10 m 2. Capacitatea electrică specifică a membranei (capacitate pe unitate de suprafață) este Curtea\u003d 10 -2 F / m 2. În acest caz, potențialul intercelular este U= 70 mV. Determinaţi: a) mărimea sarcinii pe suprafaţa membranei; b) numărul de ioni monovalenți care formează această sarcină.

9. Enzima Na + - K + - ATPaza din membrana plasmatică a eritrocitei a încheiat șase cicluri. Câți ioni de sodiu și potasiu au fost transportați activ? Câtă energie a fost cheltuită în acest caz, dacă hidroliza unui mol de ATP este însoțită de eliberarea a 33,6 kJ? Eficiența procesului de conjugare a energiei este considerată 100%.

8. Muncă independentă elevi:

Conform manualului de Antonov V.F. și colab.(§ 15.4.) Familiarizați-vă cu metode fizice determinarea grosimii membranei.

9. Fișă de pontaj sesiune de instruire:

1. Organizarea timpului- 5 minute.

2. Analiza temei - 50 min.

3. Rezolvarea problemelor situaționale - 40 min.

4. Controlul curent al cunoștințelor - 30 min

5. Însumarea rezultatelor lecției - 10 min.

10. Lista literatură educațională la lecție:

1. Remizov A.N., Maksina A.G., Potapenko A.Ya. Fizică medicală și biologică, M., „Drofa”, 2008, §§ 11.1, 11.2, 11.5, 11.6.

eritrocite de asemenea cunoscut ca si globule rosii, celule sanguine umane. Globulele roșii sunt celule foarte specializate a căror funcție este de a transporta oxigenul de la plămâni la țesuturile corpului și de a transporta dioxid de carbon (CO 2 ) în direcția opusă. La vertebrate, cu excepția mamiferelor, eritrocitele au nucleu, la eritrocitele de mamifere nu există nucleu.

Eritrocitele de mamifere sunt cele mai specializate, lipsite de nucleu și organele în stare matură și având forma unui disc biconcav, ceea ce determină un raport mare suprafață-volum, ceea ce facilitează schimbul de gaze. Caracteristicile citoscheletului și ale membranei celulare permit eritrocitelor să sufere deformări semnificative și să le refacă forma (eritrocitele umane cu un diametru de 8 microni trec prin capilare cu un diametru de 2-3 microni).

Transportul oxigenului este asigurat de hemoglobina (Hb), care reprezintă ≈98% din masa proteinelor citoplasmatice ale eritrocitelor (în absența altor componente structurale). Hemoglobina este un tetramer în care fiecare lanț proteic poartă un hem - un complex de protoporfirina IX cu un ion feros, oxigenul este coordonat reversibil cu ionul Fe 2+ al hemoglobinei, formând oxihemoglobina HbO 2:

O caracteristică a legării oxigenului de către hemoglobină este reglarea sa alosterică - stabilitatea oxihemoglobinei scade în prezența acidului 2,3-difosfogliceric, un produs intermediar al glicolizei și, într-o măsură mai mică, a dioxidului de carbon, care contribuie la eliberarea de oxigen. în ţesuturile care au nevoie. Conținutul eritrocitelor este reprezentat în principal de hemoglobina pigmentului respirator, care determină culoarea roșie a sângelui. Cu toate acestea, în stadiile incipiente, cantitatea de hemoglobină din ele este mică, iar în stadiul eritroblastelor, culoarea celulei este albastră; mai târziu, celula devine cenușie și, numai la maturizare completă, capătă o culoare roșie.

Un rol important in eritrocit il are membrana celulara (plasmatica), care permite trecerea gazelor (oxigen, dioxid de carbon), ionilor (Na, K) si apei.sarcina negativa de pe suprafata globulelor rosii.

Pe suprafața membranei lipoproteice există antigeni specifici de natură glicoproteică - aglutinogeni - factori ai sistemelor grupelor de sânge (în prezent au fost studiate peste 15 sisteme de grupe sanguine: AB0, factor Rh, antigen Duffy, antigen Kell, antigen Kidd ) rusă), determinând aglutinarea eritrocitară sub acţiunea aglutininelor specifice.



Eficiența funcționării hemoglobinei depinde de mărimea suprafeței de contact a eritrocitei cu mediul. Suprafața totală a tuturor globulelor roșii din organism este cu atât mai mare, cu atât dimensiunea lor este mai mică. La om, diametrul unui eritrocite este de 7,2-7,5 microni, grosimea este de 2 microni, iar volumul este de 76-110 microni³. Membrana eritrocitară este un mozaic molecular plastic format din proteine, lipoproteine ​​și glicoproteine ​​și, eventual, zone pur lipidice. . Grosimea sa este de aproximativ 10 nm, este de aproximativ un milion de ori mai permeabil la anioni decât la cationi. Transportul substanțelor prin membrană depinde de acestea proprietăți chimice căi diferite: hidrodinamic (prin difuzie), când substanțele, ca în soluție, trec prin porii membranei umpluți cu apă, sau, dacă substanțele sunt solubile în grăsimi, prin pătrunderea prin situsurile lipidice. Unele substanțe sunt capabile să intre în legături ușor reversibile cu moleculele purtătoare încorporate în membrană, iar în viitor trec prin membrană fie pasiv, fie ca urmare a așa-numitului transport activ.

45. Formarea globulelor roșii. Factori implicați în formarea eritrocitelor și hemoglobinei, reglarea eritropoiezei. VSH, factori cheie care determină valoarea VSH.

principalul stimul pentru dezvoltarea eritrocitelor este hipoxia. Hipoxia este o scădere a cantității de oxigen din țesuturi. Deficiența de O2 contribuie la formarea eritropoietinelor în epiteliul rinichilor. Eritropoietinele intră în sânge, apoi în RMC, unde stimulează difuzia și dezvoltarea celulelor stem în eritrocite. Eritropoieza este reglată de vitamina B12 și acid folic. Aceste vitamine sunt esențiale pentru maturarea și dezvoltarea nucleului celular. Vitamina B12 se leagă în stomac cu o proteină purtătoare și formează transcobalamina și este transferată la 12 bp. Acolo este supusă hidrolizei, iar Vit. B12 cu factor hematopoietic intrinsec post-et în ileon. În această secțiune, în prezența Ca2+, se leagă de membrana enterocitară. Intră în fluxul sanguin și este transportat la ținte. Vitamina B12 este implicată în sinteza ADN-ului în eritroblaste. Vitamina B6 este o coenzimă, studiată într-o probă de hem din eritroblaste. Vitamina C – contribuie la metabolismul acidului folic din eritroblaste. VSH este un indicator nespecific al prezenței unei boli, deoarece nivelul proteinelor plasmatice sanguine crește și viteza de sedimentare a eritrocitelor crește. În mod normal, de la 5 la 10 mm/oră.

Studiul proteinelor conținute în membrana plasmatică a eritrocitelor a făcut posibilă formularea de noi idei despre structura membranelor. În special, a existat o presupunere că cel puțin unele membrane au un „schelet”. Membrana eritrocitară umană conține cinci proteine ​​principale și număr mare minor. Majoritatea proteinelor membranare sunt glicoproteine. Proteinele integrale din membrana eritrocitară includ glicoforina („purtător de zahăr”). A lui masa moleculara este 30000; glicoforina conține 130 de resturi de aminoacizi și multe reziduuri de zahăr, care reprezintă aproximativ 60% din întreaga moleculă. La un capăt al lanțului polipeptidic se află un cap hidrofil cu structură complexă, care include până la 15 lanțuri de oligozaharide, fiecare dintre ele constând din aproximativ 10 reziduuri de zahăr. La celălalt capăt al lanțului polipeptidic al glicoforinei se află un număr mare de reziduuri de acizi glutamic și aspartic (Fig. 12-20), care la pH 7,0 poartă o sarcină negativă. În mijlocul moleculei, între cele două capete hidrofile, există o secțiune a lanțului polipeptidic care conține aproximativ 30 de resturi de aminoacizi hidrofobe. Capătul bogat în zahăr al moleculei de glicoforină este localizat pe suprafața exterioară a membranei eritrocitelor, ieșind din aceasta sub formă de tufiș. Se crede că regiunea hidrofobă situată în mijlocul moleculei de glicoforină trece prin stratul dublu lipidic, iar capătul polar cu resturi de aminoacizi încărcate negativ este scufundat în citosol. Capul bogat în zahăr al glicoforinei conține determinanți antigenici care determină grupa de sânge (A, B sau O). În plus, are site-uri care leagă niște viruși patogeni.

Ponderea unei alte proteine ​​importante a membranei eritrocitare - spectrino - reprezintă până la 20% din cantitatea totală de proteine ​​din membrană.

Orez. 12-20. Moleculă de glicoforină în membrana eritrocitară. Lanțurile de carbohidrați ramificate care ies din membrană poartă locuri specifice care determină grupa sanguină, precum și locuri responsabile pentru legarea anumitor viruși.

Această proteină periferică este situată pe suprafața interioară a membranei; este ușor de extras. Molecula de spectrină este formată din patru lanțuri polipeptidice, a căror greutate moleculară totală este de aproximativ 1 milion; aceste lanțuri formează tije lungi, flexibile, lungi de 100–200 nm. Prin legarea de anumite proteine ​​și lipide de pe suprafața interioară a membranei eritrocitelor, moleculele de spectrină formează o rețea flexibilă, care, aparent, joacă rolul scheletului membranei. De asemenea, microfilamentele de actină se leagă de spectrină și este foarte probabil să conecteze tijele de spectrină între ele. Astfel, putem spune că membrana eritrocitară are un schelet, sau cadru, pe care sunt atașate lipide specifice și proteine ​​​​membranare (Fig. 12-21).

Membranele plasmatice ale altor celule au o structură mai complexă.

Orez. 12-21. Reprezentare schematică a unei secțiuni a membranei eritrocitare. Schema prezintă „antene” de oligozaharide formate din glicoproteine ​​și glicolipide membranare, lanțuri laterale de oligozaharide ale glicoforinei, precum și o bază scheletică de molecule de spectrin atașate la suprafața interioară a membranei, interconectate prin filamente scurte de actină.

Pe suprafața exterioară a celulelor din multe țesuturi dense, există o altă glicoproteină importantă, fibronectina (Sec. 11.12), care are o capacitate de aderență ridicată și, eventual, asigură aderența celulelor de același tip între ele.

1

1 SBEI HPE „Universitatea de Stat de Medicină din Saratov. IN SI. Razumovsky Ministerul Sănătății al Rusiei”

1. Fiziologie normală: manual / Ed. A.V. Zavyalova, V.M. Smirnova, 2011. - 368 p.

2. Fiziologie normală: manual [N.A. Agadzhanyan, N.A. Barabash, A.F. Belov și colab.] / Ed. prof. V.M. Smirnova. - Ed. a 3-a. - M.: Centrul de Editură „Academia”, 2010. - 480 p.

3. Fiziologia umană / V.F. Kirichuk, O.N. Antipova, N.E. Babichenko, V.M. Golovcenko, E.V. Ponukalina, I.V. Smyshleeva, L.K. Tokaev / Sub conducerea lui V.F. Kirichuk. - Ed. a II-a. - Saratov: Editura Universității de Medicină Saratov, 2009. - 343 p.

4. Fiziologia și fiziopatologia sângelui roșu: manual. indemnizatie / N.P. Chesnokova, V.V. Morrison, E.V. Ponukalina, T.A. Nevvazhay; sub total ed. prof. N.P. Cesnokova. - Saratov: Editura Sarat. Miere. un-ta, 2013. - 80 p.

5. Atlas hematologic / S. Lugovskaya, M.E. Poştaş. a 3-a editie. - Moscova - Tver: Editura Triada SRL, 2011. - P. 3–23.

6. Mecanisme celulare şi moleculare de reglare a sistemului de hemostază în condiţii normale şi patologice: monografie / B.I. Kuznik. - Chita: Editura Express, 2010. - S. 261–368.

7. Hematologie / Sub redacția prof. O.A. Rukavitsyna, A.D. Pavlova, E.F. Morshchakova și alții - Sankt Petersburg: SRL „D.P.”, 2007. - S. 29–34.

Particularități organizarea structurală membranele eritrocitare

Eritrocitul este înconjurat de o membrană plasmatică, a cărei structură este bine studiată, identică cu cea din alte celule. Membrana citoplasmatică a eritrocitelor include un strat dublu de fosfolipide, în timp ce proteinele fie „plutesc” pe suprafața membranelor, fie pătrund în lipide, oferind rezistență și vâscozitate membranelor. Aria membranei unui eritrocit este de aproximativ 140 µm2.

Proteinele reprezintă aproximativ 49%, lipidele - 44%, carbohidrații -7%. Carbohidrații sunt legați chimic fie de proteine, fie de lipide și formează glicoproteine ​​și, respectiv, glicolipide.

Cele mai importante componente ale membranei eritrocitelor sunt lipidele, inclusiv până la 48% colesterol, 17-28% fosfatidilcolina, 13-25% sfingomielina și o serie de alte fosfolipide.

Fosfotidilcolina membranei eritrocitelor poartă o sarcină neutră, practic nu intră în reacții de interacțiune cu canalele de Ca2+ încărcate pozitiv, asigurând astfel atrombogenitatea eritrocitelor. Datorită proprietăților precum fluiditatea, plasticitatea, eritrocitele sunt capabile să treacă prin capilare cu un diametru de ~ 3 μm.

Proteinele membranei eritrocitare sunt împărțite în periferice și integrale. Proteinele periferice includ spectrina, anchirina, proteina 4.1., proteina p55, aducina etc. Grupul de proteine ​​integrale include fracția 3, precum și glicoforinele A, B, C, O, E. Ankirina formează un compus cu p-spectrina. Aproximativ 340 de membrane și 250 de proteine ​​solubile au fost găsite în compoziția eritrocitelor.

Plasticitatea RBC este asociată cu fosforilarea proteinelor membranei, în special a proteinelor din banda 4.1.

Fracția proteică 4.2. - palidina asigură legarea complexului spectrin-actin-anchirina cu fracția 3, aparține grupului de proteine ​​transglutaminaze.

Proteinele contractile ale membranei eritrocitare includ p-actina, tropomodulina, stromatina și tropomiozina.

Glicoforinele sunt proteine ​​integrale ale membranei eritrocitare care determină sarcina negativă care favorizează respingerea eritrocitelor unele de altele și din endoteliul vascular.

Proteina 3 este principala proteină actină care reglează defosforilarea eritrocitelor.

După cum am menționat mai sus, membrana eritrocitară este un complex complex, care include lipide, proteine ​​și carbohidrați organizați într-un anumit mod, care formează straturile exterioare, mijlocii și interioare ale membranei eritrocitare.

În ceea ce privește aranjarea spațială a diferitelor componente chimice ale membranei eritrocitare, trebuie remarcat faptul că stratul exterior este format din glicoproteine ​​cu complexe ramificate de oligozaharide, care sunt secțiunile terminale ale antigenelor grupelor sanguine. Componenta lipidica a stratului exterior este fosfatidilcolina, sfingomielina si colesterolul neesterificat. Lipidele stratului exterior al membranei eritrocitare joacă un rol important în asigurarea constanței structurii membranei, a selectivității permeabilității acesteia pentru diferite substraturi și ioni. Împreună cu fosfolipidele, colesterolul reglează activitatea enzimelor legate de membrană prin modificarea vâscozității membranei și, de asemenea, participă la modificarea structurii secundare a enzimelor. Raportul molar dintre colesterol/fosfolipide din membranele celulare la oameni și multe mamifere este de 0,9. O modificare ascendentă a acestui raport se observă la bătrânețe, precum și în unele boli asociate cu metabolismul afectat al colesterolului.

O scădere a fluidității membranei eritrocitelor și o modificare a proprietăților sale sunt, de asemenea, observate cu o creștere a conținutului de sfingomielină,

Stratul dublu al membranei eritrocitare este reprezentat de „cozi” hidrofobe ale lipidelor polare. Stratul dublu lipidic are o fluiditate pronunțată, care este asigurată de un anumit raport între acizii grași saturați și nesaturați ai părții hidrofobe a stratului dublu. Proteinele integrale, care includ enzime, receptori, proteine ​​de transport, sunt active numai dacă sunt situate în partea hidrofobă a stratului dublu, unde dobândesc configurația spațială necesară activității. Prin urmare, orice modificare a compoziției lipidice a membranei eritrocitare este însoțită de o modificare a fluidității acesteia și de o întrerupere a funcționării proteinelor integrale.

Stratul interior al membranei eritrocitare, orientat spre citoplasmă, este format din proteinele spectrină și actină. Spectrina este o proteină specifică eritrocitelor, moleculele sale alungite flexibile, care se leagă de microfilamentele de actină și lipidele de pe suprafața interioară a membranei, formează un fel de schelet eritrocitar. Un mic procent de lipide din stratul interior al membranei eritrocitare sunt reprezentate de fosfatidiletanolamină și fosfatidilserina. Prezența spectrinei determină mobilitatea proteinelor care dețin bizomul dublu lipidic.

Una dintre glicoproteinele importante este glicoforina, care este conținută atât pe suprafața exterioară, cât și pe cea interioară a membranelor eritrocitelor. Glicoforină conține un numar mare de acid sialic și are o sarcină negativă semnificativă. În membrană, este situată neuniform, formează zone proeminente din membrană, care sunt purtători de determinanți imunologici.

Structura și starea membranei eritrocitelor, vâscozitatea scăzută a hemoglobinei normale oferă proprietăți plastice semnificative eritrocitelor, datorită cărora eritrocitul trece cu ușurință prin capilare care au jumătate din diametrul celulei în sine și poate lua o mare varietate de forme. . O altă proteină membranară periferică a eritrocitelor este anchirina, care formează un compus cu molecula P-spectrină.

Funcțiile membranei eritrocitare

Membrana eritrocitară asigură reglarea echilibrului electrolitic al celulei datorită transportului de electroliți dependent de energie activă sau difuziei pasive a compușilor de-a lungul gradientului osmotic.

Membrana eritrocitară are canale permeabile la ioni pentru cationii Na+, K+, pentru O2, CO2, Cl-HCO3-.

Transportul electroliților prin membrana eritrocitară și menținerea potențialului acesteia de membrană este asigurată de sisteme Na+, K+, Ca2+-ATPaze dependente de energie.

Membrana eritrocitară este foarte permeabilă la apă cu participarea așa-numitelor căi de proteine ​​și lipide, precum și anioni, compuși gazoși și slab permeabilă la cationii monovalenți de potasiu și sodiu.

Calea proteică a transportului transmembranar al apei este asigurată cu participarea proteinei „banda 3” care pătrunde în membrana eritrocitelor, precum și a glicoforinei.

Natura moleculară a căii lipidelor pentru transportul apei prin membrana eritrocitară nu a fost studiată practic. Trecerea moleculelor de neelectroliți hidrofili mici prin membrana eritrocitară se realizează în același mod ca și transferul apei, datorită căilor proteice și lipide. Transferul de uree și glicerol prin membrana eritrocitară este asigurat de reacții enzimatice.

O trăsătură caracteristică a membranei eritrocitare este prezența unui sistem puternic de transport activ pentru anioni monovalenți (clor și fluor) și anioni bivalenți (SO42-, PO42-) datorită proteinelor purtătoare.

Este asigurat transferul de anioni organici prin membrana eritrocitară, precum și transportul de anioni anorganici, cu participarea proteinei „banda 3”.

Membrana eritrocitară asigură transportul activ al glucozei, a cărui cinetică este asigurată de dependența Michaelis-Menten. Un rol important în transportul glucozei prin membrana eritrocitară este atribuit polipeptidei din banda 4,5 (proteinele cu un MM de 55 kD sunt posibili produși de degradare ai polipeptidei din banda 3). Se sugerează că există un mediu lipidic specific în proteine ​​- purtători de zahăr în membrana eritrocitară.

Distribuția neuniformă a cationilor monovalenți în sistemul eritrocit - plasmă sanguină este menținută cu participarea unei pompe Na + dependentă de energie, care efectuează un schimb transmembranar de ioni de Na + ai eritrocitelor cu ioni de K + ai plasmei sanguine într-un raport de 3: 2. Pe lângă schimbul transmembranar Na+/K+ indicat, pompa Na+ realizează cel puțin încă patru procese de transport: schimb Na+ → Na+; K+→K+schimb; intrare univalentă de ioni Na+ cuplată cu ieșire K+.

Baza moleculară a pompei de Na+ este enzima Na+, K+ -ATPaza - o proteină integrală strâns legată de lipidele membranei, constând din 2 subunități polipeptidice cu MM 80-100 kDa.

Sistemul de transport are 3 centri care leagă ionii de Na+ localizați pe partea citoplasmatică a membranei. Pe partea exterioară a membranei de pe sistemul de transport, există 2 centre de legare pentru ionii K+. Fosfolipidele membranare joacă un rol important în menținerea activității ridicate a enzimei.

Funcționarea pompei de Ca2+ este asigurată de nucleotide, precum și de compuși macroergici, în principal ATP, CTP, GTP și într-o măsură mai mică GTP și CTP.

Ca și în cazul pompei de Na+, funcționarea pompei de Ca2+ în eritrocite este asociată cu manifestări ale activității Ca2+, Mg2+ -ATPazei. Aproximativ 700 de molecule de Ca2+, Mg2+ -ATPază se găsesc în membrana unui eritrocit.

Împreună cu funcțiile de barieră și de transport, membrana eritrocitară îndeplinește o funcție de receptor.

Prezența receptorilor pentru insulină, endotelină, ceruloplasmină, a2-macroglobulină, receptori α- și β-adrenergici pe membrana eritrocitară a fost dovedită experimental. Pe suprafața eritrocitelor se află receptori de fibrinogen cu o specificitate destul de mare. Eritrocitele poartă, de asemenea, receptorii membranari pentru histamină, TxA2, prostaciclină.

Receptorii pentru catecolamine se găsesc în membrana eritrocitară, care reduc mobilitatea acizilor grași ai lipidelor membranei eritrocitare, precum și stabilitatea osmotică a eritrocitelor.

S-a stabilit restructurarea structurii membranei eritrocitare sub influența concentrațiilor scăzute de insulină, hormon de creștere uman, prostaglandine din grupele E și E2.

În membranele eritrocitelor, activitatea c-AMP este, de asemenea, ridicată. Odată cu creșterea concentrației de c-AMP în eritrocite (până la 10-6 M), procesele de fosforilare a proteinelor se intensifică, ceea ce duce, la rândul său, la o modificare a gradului de fosforilare și permeabilitate a membranelor eritrocitare pentru ionii de Ca2+.

Membrana eritrocitară conține izoantigene ale diferitelor sisteme de reacții imunologice care determină gruparea sângelui uman în funcție de aceste sisteme.

Structura antigenică a membranei eritrocitare

Membrana eritrocitară conține diferite antigene de specie, grup și specificitate individuală. Există două tipuri de izoantigene eritrocitare care determină specificitatea de grup a sângelui uman - aglutinogenii A și B. În consecință, în plasmă sau ser de sânge se găsesc două tipuri de izoanticorpi - aglutininele α și β. Sângele uman nu conține aglutinogeni și aglutinine cu același nume. Întâlnirea și interacțiunea lor poate avea loc în timpul transfuziei de grupe de sânge incompatibile, duce la dezvoltarea aglutinarii și hemolizei eritrocitelor.

După cum știți, grupa sanguină I (0) se caracterizează prin absența aglutinogenilor A și B în eritrocite în prezența aglutininelor α și β în plasmă sau ser sanguin, apare la 40-50% dintre oameni din Europa centrală.

Grupa sanguină II (A) se caracterizează prin prezența aglutinogenului A în membrana eritrocitară, în timp ce plasma sanguină conține aglutinine β. Această grupă de sânge este frecventă la 30-40% dintre oameni.

Grupa sanguină III (B) se caracterizează prin prezența aglutinogenului B în membrana eritrocitară, iar în plasmă sau serul sanguin - prin prezența aglutininelor de tip α. Acest grup de sânge apare la aproximativ 10% din populație.

Grupa sanguină IV (AB) se caracterizează prin prezența aglutinogenilor A și B fixați în membrana eritrocitară, în timp ce nu există aglutinine naturale α și β în plasma sanguină sau ser. Această grupă de sânge apare la 6% din populație.

Controlul genetic al sistemului antigenic Membrane A, B, O eritrocitele este reprezentată de genele O, H, A, B, localizate în brațul lung al perechii a 9-a de cromozomi.

Aglutininele α și β aparțin clasei Ig M, sunt anticorpi naturali, se formează la un copil în primul an de viață, ajungând la maximum la 8-10 ani.

Al doilea loc între proprietățile antigenice ale membranelor eritrocitare în ceea ce privește semnificația clinică este ocupat de sistemul Rh-Hr. Pentru prima dată, factorul Rh a fost descoperit în 1940 de către K. Landsteiner și A. Wiener, este conținut în eritrocite la 85% dintre oamenii albi. La 15% dintre oameni, aceste antigene eritrocitare sunt absente. În prezent, natura lipoproteică a antigenelor acestui sistem a fost stabilită, sunt aproximativ 20 dintre ei, formând diverse combinații în membrana eritrocitară. Cele mai comune antigene Rh sunt 6 soiuri: Rh0 (D), rh’ (C), rh’’ (E), Hr0 (d), hr’ (c), hr’’ (e). Cel mai puternic antigen al acestui grup este Rh0 (D).

Anticorpii sistemului Rh și Hr - aglutininele anti-Rhesus sunt dobândite, imune, absente în sângele persoanelor Rh (-) din momentul nașterii, sunt sintetizate în timpul primei transfuzii de sânge Rh (+) la un Rh ( -) primitoare, precum și în timpul primei sarcini a Rh (-) femeilor Rh (+) fruct. În timpul primei sarcini, acești anticorpi sunt sintetizați lent pe parcursul mai multor luni într-un titru mic, fără a provoca complicații grave la mamă și făt. În cazul contactului repetat al unei persoane Rh-negativ cu globule roșii Rh-pozitive, este posibil un conflict Rh. Anticorpii sistemului Rh - Hr aparțin clasei Ig G, prin urmare, pătrund cu ușurință în bariera placentară, provoacă aglutinarea și hemoliza eritrocitelor fetale, care este însoțită de dezvoltarea icterului hemolitic la nou-născuți. În cazul transfuziei repetate de sânge Rh-incompatibil al donatorului și al primitorului, poate apărea șocul hemotransfuzional.

Link bibliografic

Chesnokova N.P., Ponukalina E.V., Bizenkova M.N. PRELEȚIA 2. CARACTERISTICI ALE STRUCTURII ȘI FUNCȚIILE MEMBRANEI ERITROCITARE // Uspekhi științe naturale moderne. - 2015. - Nr. 1-2. - S. 328-331;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34842 (data accesului: 25/10/2019). Vă aducem la cunoștință revistele publicate de editura „Academia de Istorie Naturală”